望遠(yuǎn)物鏡光學(xué)系統(tǒng)的分辨率由口徑、焦距和探測器共同影響，但不同參數(shù)在不同層面起主導(dǎo)作用。

一、理論分辨率

主要由口徑?jīng)Q定（衍射極限），根據(jù)瑞利判據(jù)（Rayleigh Criterion），光學(xué)系統(tǒng)的理論角分辨率由口徑（D）決定，公式為：

其中，λ為光波長。口徑越大，可分辨的最小角距離越小。例如： 口徑1米的望遠(yuǎn)鏡對可見光（λ=550nm）的理論分辨率約為0.14角秒。哈勃望遠(yuǎn)鏡（口徑2.4米）理論分辨率約0.05角秒，而詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡（口徑6.5米）可達(dá)0.02角秒。

口徑?jīng)Q定衍射極限，是分辨率的物理基礎(chǔ)。 實(shí)際地面望遠(yuǎn)鏡受大氣湍流限制（視寧度影響），分辨率可能低于理論值。例如，6米口徑的BTA-6地面望遠(yuǎn)鏡實(shí)際分辨率僅與1米望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)。

二、焦距與空間分辨率

轉(zhuǎn)換角分辨率到成像平面，焦距（f）將角分辨率轉(zhuǎn)換為探測器上的線分辨率（單位：米/像素）：

焦距越長，同一角分辨率對應(yīng)的線分辨率越高。例如，焦距12米的系統(tǒng)，若角分辨率0.1角秒，線分辨率約為5.8微米。但焦距不影響理論角分辨率，僅決定成像尺度，即影響第一節(jié)里面的理論分辨力分布在多少個像元上。像元尺寸固定的話，焦距越長，同樣分辨力的望遠(yuǎn)鏡的探測器上，同一個物體占的像元數(shù)就越多。但是焦距越長，相對孔徑越小，光學(xué)系統(tǒng)收集到同一個物體的能量就越少，此時就需要探測器的信噪比很高，長時間積分。因此，焦距的長短也要受限于探測器。

三、探測器

實(shí)際分辨率的“天花板”探測器像元尺寸和采樣率直接影響實(shí)際可達(dá)到的分辨率。像元尺寸限制：若探測器像元尺寸大于系統(tǒng)線分辨率，則無法分辨細(xì)節(jié)。例如，若線分辨率為5微米，而像元尺寸為10微米，則實(shí)際分辨率受限于探測器。奈奎斯特采樣定理：為充分解析目標(biāo)，像元尺寸需小于線分辨率的1/2。

這也就是我們光學(xué)設(shè)計(jì)的時候經(jīng)常說的兩個頻率，一個就是奈奎斯特截止頻率，一個就是光學(xué)截止頻率。

探測器的奈奎斯特截止頻率計(jì)算公式如下，其中p是像素尺寸，單位毫米：

光學(xué)截止頻率計(jì)算公式如下，分母是波長和光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)的乘積：

四、一言匯總

分辨率的理論極限由口徑?jīng)Q定（衍射極限），但實(shí)際分辨率受制于大氣湍流（地面系統(tǒng)）、光學(xué)像差、焦距匹配和探測器性能。